Apesar do avanço tecnológico crescente na construção civil, a falta de durabilidade das estruturas de concreto, tanto em edificações como pavimentação, tem sido constatada com acentuada assiduidade e proporção. O compósito cimentício de elevada deformação, também conhecido como Engineered Cementitious Composites (ECC), foi difundido a partir do conceito de concretos de alto desempenho reforçado com fibras, visando suprir o comportamento frágil do concreto convencional e problemas relacionados à falta de durabilidade gerada, principalmente, devido à propagação de fissuras. Neste contexto, o Laboratório de Ensaio de Modelos Estruturais (LEME) da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) consolidou, nos últimos cinco anos, um grupo de pesquisa voltado ao estudo do ECC aliado a utilização de materiais nacionais. A concepção tem sido baseada na aplicação de materiais que proporcionem custos mais baixos e fomentem questões de sustentabilidade ambiental. Assim, foram incorporados ao material, fibra de polipropileno (2% em volume) e substituição parcial do cimento por 30% (em volume) de cinza de casca de arroz residual. O presente trabalho visa analisar questões de durabilidade destes compósitos (com e sem a incorporação de cinza), e compará-los a concretos convencionais, através de ensaios relacionados ao estudo da estrutura de poros (absortividade, absorção e índice de vazios, absorção e água por capilaridade, absorção de água pelo método do cachimbo e microscopia eletrônica de varredura), penetração e difusão de íons cloretos, retração livre e restringida, e, por fim, resistência à abrasão. Os resultados obtidos indicam que a incorporação de cinza de casca de arroz melhorou significativamente as propriedades do compósito relacionadas à conexão e solução dos poros, dificultando a passagem de cloretos, além de apresentar resistência à abrasão semelhante ao compósito de referência. Sua desvantagem está relacionada às maiores aberturas de fissuras ocasionadas devido à retração restringida. Entretanto, o trabalho evidencia a viabilidade e vantagem do uso de cinza de casca de arroz na produção do compósito, em termos de durabilidade. / Despite the increasing technological advances in construction, the lack of concrete structures durability, both in buildings and pavement, have been found with severe attendance and proportion. The high strain cementitious composite, also known as Engineered Cementitious Composites (ECC), was widespread from the concept of high performance fiber reinforced concrete, in order to supply the fragile behavior of conventional concrete and problems related to lack of durability generated mainly due to crack propagation. In this context, the Laboratório de Ensaios e Modelos Estruturais (LEME) of the Federal University of Rio Grande do Sul (UFRGS) consolidated over the last five years, a research group focused on the ECC study allied with the use of national materials. The design has been based on the application materials that provide lower costs and promote environmental sustainability issues. Thus, they were incorporated into the material polypropylene fibers (2% by volume) and partial cement replacement of 30% (by volume) of residual rice husk ash. This study aims to examine durability issues of these composites (with and without rice husk ash), and compare them to conventional concretes, through tests related to the study of pore structure (absorptivity, absorption and void ratio, water absorption by capillarity, water absorption by the pipe method and scanning electron microscopy), penetration and diffusion of chloride ions, free and restrained shrinkage, and, finally, abrasion resistance. The results indicate that the incorporation of rice husk ash significantly improved material properties related to connection and pores solution, hindering the chloride ingress, and presents abrasion resistance similar to the reference composite. Its disadvantage is related to the larger cracks due to restrained shrinkage. However, the work demonstrates the viability and advantage of use rice husk ash in the composite production in terms of durability.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:11:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 331230.pdf: 9468315 bytes, checksum: b77073bdc61d8ce18697a06ae2b3ec9b (MD5) Previous issue date: 2014 / Neste trabalho caracterizou-se uma cinza de casca de arroz(CCA) impregnada com nanopartículas de prata para utilização em filtros de água. As características do material obtido foram comparadas com um carvão ativado comercial, vendido para filtros de água por gravidade. Foram feitas caracterizações como granulometria, área superficial, permeação ao escoamento do ar, simulação de escoamento com água, da cinza in natura assim como do carvão comercial. Após as impregnações, os materiais foram caracterizados mediante MEV, BET e índice de hidrofobicidade. Foi criado um sistema de filtração para testar o material em condições de operação próximas à realidade e quantificara lixiviação de prata e a ação bactericida. Os resultados obtidos indicam que o material tem um alto potencial para utilização em filtros de água. A cinza com partículas entre 0.140-1.180 mm e impregnadas com 0.5%(w/w) de nanopartículas de prata apresentou boas características como de área superficial, coeficiente de uniformidade, permeabilidade e ação bactericida. Parâmetros como a concentração de prata na água após a filtração podem ser diminuídos com a diminuição da vazão para estarem dentro da legislação.<br> / Abstract: In this study the rice husk ash (RHA) impregnated with silver nanoparticles was characterized and the possible use in water filters was evaluated. The characteristics of the material obtained were compared to a commercial activated carbon, commonly sold for gravity water filters. Particle size, surface area, permeation of the air flow and simulation with water flow were performed for the ash as received, as well as for the commercial activated carbon. After impregnation, samples were characterized by SEM, BET and hydrophobicity. A filtration system was designed to test the material in conditions close to reality operation in order to quantify silver leaching and bactericidal action. The obtained results indicate that the material has a high potential for use in water filters. The ash particles between 140-1180 mm impregnated with 0.5%(w/w) of silver nanoparticles showed suitable values of surface area, uniformity coefficient, permeability and bactericidal action. Parameters such as silver concentration in water after filtration can be decreased with the decrease of flow to be within the regulations.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2014 / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:26:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 330264.pdf: 3157942 bytes, checksum: 075600e3d83e81f9671bd3824da32548 (MD5) Previous issue date: 2014 / O presente estudo apresenta o desenvolvimento de uma rota de síntese para valorização de resíduos sólidos, por meio da obtenção de zeólitas. Para tanto, foram utilizados dois resíduos sólidos gerados em grande escala pelas indústrias de transformação no Brasil, o Lodo gerado pelo processo de anodização do alumínio e a Cinza gerada pela processo de combustão da casca do arroz. Os resíduos foram caracterizados segundo as normas ABNT NBR 10004, 10005, 10006 e 10007, onde ambos foram classificados como Classe IIA. Posteriormente foi realizada uma caracterização com fins tecnológicos dos resíduos, utilizando-se as técnicas de fluorescência de raios X, difração de raios X, análise térmica diferencial e termogravimétrica, distribuição de tamanho de partícula, microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de infravermelho por transformada de fourier. Os resultados mostraram uma potencialidade do uso desses resíduos como material precursor para obtenção de Zeólitas. Para o estudo da síntese/cristalização das Zeólitas, foi realizada uma etapa anterior de moagem da composição em um moinho tipo rápido de laboratório por um tempo de 50 min. Após a moagem da composição a mesma foi adicionada a um reator para a síntese por meio hidrotermal, sob agitação em temperatura de 95±2°C, durante tempos variando entre 0 e 16 horas (0, 1, 2, 4 e 16 horas). Para cada síntese sob agitação foram ainda avaliadas mais quatro condições posteriores de cristalização em meio estático (0, 3, 9 e 27 horas) também a 95±2°C. Os produtos obtidos das diversas condições de síntese/cristalização foram caracterizados por fluorescência de raios X, difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de infravermelho por transformada de fourier. Como resultado foram obtidos três diferentes tipos de Zeólitas onde as principais fases cristalizadas foram a Zeólita Hidroxisodalita e a Zeólita Na-P1. Observou-se também pequenas quantidades da Zeólita A para algumas condições investigadas. Os resultados obtidos mostram que é possível obter Zeólitas utilizando os resíduos como matérias-primas.<br> / Abstract: This study presents the development of a synthesis route for recovery of solid wastes by obtaining zeolites. For this purpose, two solid waste generated by large-scale manufacturing industries in Brazil were used, the sludge generated by anodizing aluminum process and Ash generated by the process burning of the chaff. The residues were characterized according to ABNT NBR 10004, 10005, 10006 and 10007, both of which were classified as Class IIa. Subsequently a characterization technological purposes of the waste was performed, using the techniques of X-ray fluorescence, X-ray diffraction, thermogravimetric and differential thermal analysis, particle size distribution, scanning electron microscopy and spectroscopy transform infrared fourier. The results showed a potentiality use of these wastes as starting material for obtaining zeolites. To study the synthesis / crystallization of zeolites was performed a previous step of milling the composition into a fast type laboratory mill for a time of 50 min. After grinding of the same composition was added to a reactor for the synthesis by hydrothermal medium under stirring at a temperature of 95 ± 2 ° C for times ranging between 0 and 16 hours (0, 1, 2, 4 and 16 hours). For each synthesis stirring was further assessed four subsequent crystallization condition static environment (0, 3, 9 and 27 hours) also at 95 ± 2 ° C. The products obtained from different synthesis conditions / crystallization were characterized by X-ray fluorescence, X-ray diffraction, scanning electron microscopy and infrared spectroscopy by fourier transform. As a result three different types of zeolites where the major crystallized phases were Hydroxysodalite zeolite and zeolite Na-P1 was obtained. We also observed small amounts of zeolite A for some conditions investigated. The results show that it is possible to obtain zeolites using the waste as raw material.

Um grande passivo ambiental da atualidade refere-se à contaminação dos recursos hídricos por hidrocarbonetos. Os atuais sistemas de remediação buscam a utilização de adsorventes alternativos para remoção destes poluentes. O objetivo desta tese de doutorado foi avaliar o uso da cinza de casca de arroz (CCA) e de carvão ativado (CA) na adsorção de BTEX – benzeno, tolueno, etilbenzeno e xileno em soluções aquosas. A CCA foi gerada a partir do processo de queima de casca de arroz para aproveitamento energético e o CA obtido comercialmente. As propriedades físicas, químicas e microestruturais da CCA e do CA foram caracterizadas através de análises de distribuição granulométrica, área superficial, porosidade, massa específica, capacidade de hidratação, pH, ponto de carga zero, perda ao fogo, carbono total, composição química elementar, determinação de fases cristalinas, determinação de grupos funcionais e análise de imagem. Estudos de adsorção cinéticos e de equilíbrio (isotermas) foram efetuados com soluções padrões de benzeno, tolueno, xileno e etilbenzeno em sistemas monocompostos e em misturas BTEX. A quantificação foi realizada por por cromatografia gasosa com detector de ionização de chama. Na cinética de adsorção, foram avaliadas as variáveis: tempo de contato adsorvente-adsorbato (15, 30, 60, 120 e 240 minutos); concentração inicial do adsorbato (1, 5, 10 e 20 mg/L) e dosagem do adsorvente (10 e 20 g/L). Os modelos cinéticos de Pseudo-primeira ordem, Pseudo-segunda ordem e Difusão intrapartícula foram ajustados aos dados experimentais. Isotermas experimentais foram obtidas para cada composto e para a mistura BTEX. Os modelos de Langmuir, Freundlich e Sips foram ajustados aos resultados experimentais para os sistemas com monocompostos. A caracterização das amostras indicou que o CA apresenta microestrutura uniforme com grande área superficial formada por micro e mesoporos e alto teor de carbono. Já a CCA apresenta uma microestrutura heterogênea formada por macroporos e com alto teor de sílica. Os estudos cinéticos demonstraram que a CCA e o CA apresentam capacidades de adsorção altas e semelhantes no tempo de equilíbrio de 120 minutos. De forma geral, a remoção de cada composto na mistura foi menor que a remoção obtida quando em sistemas de monocompostos, onde a capacidade de adsorção se deu na seguinte ordem (em massa de adsorbato por massa de adsorvente): etilbenzeno > xileno > tolueno > benzeno. O modelo cinético de Pseudo-segunda ordem apresentou a melhor correlação para todos os ensaios. As isotermas experimentais obtidas para os monocompostos caracterizam a adsorção em superfícies porosas com formação de monocamada. Os ajustes aos modelos teóricos não apresentaram unanimidade, observando em algumas situações uma correlação adequada para Langmuir e Freundlich. Nas misturas BTEX, as isotermas experimentais para a CCA indicam uma competição pelos sítios ativos do adsorvente entre benzeno/tolueno e entre etilbenzeno/xileno. Os resultados obtidos sugerem que a adsorção de BTEX ocorre preferencialmente através de efeito hidrofóbico já que o CA é um material carbonoso e a CCA configura-se como uma matriz de sílica com fração carbonosa. Os valores de remoção ficaram entre 78,8 e 100%, demonstrando que a CCA apresenta-se como um material alternativo para a adsorção de benzeno, tolueno, etilbenzeno e xileno presente em solução aquosas. / The contamination of water resources by hydrocarbons is considered a significant environmental impact. The remediation systems currently search alternative adsorbents to remove this pollutants. The aim of this work was to investigate the use of rice husk ash (RHA) and activated carbon (AC) in the removal of BTEX (benzene, toluene, ethylbenzene, and xylene) from aqueous solutions. The RHA used was generated as a byproduct of the combustion of rice husk for energy generation, while AC was purchased from the market. Samples of both materials were characterized based on physical, chemical, and microstructural standards (grain size distribution, surface area, porosity, specific weight, hydration capacity, pH, zero load test, loss on ignition, total carbon, chemical composition, crystalline phases, functional groups, and image analysis). The adsorption assays were carried out using standard benzene, toluene, xylene, and ethylbenzene individually and mixed. Quantification of compounds was conducted by gas chromatography with Flame Ionization Detector. Adsorption kinetics was evaluated based on the variables contact time between adsorbent and adsorbate (15, 30, 60, 120, and 240 min), initial adsorbate concentration (1, 5, 10, and 20 mg/L), and adsorbent dose (10 and 20 g/L). The kinetic models pseudo 1st order, pseudo 2nd order, and intra-particle diffusion were adjusted to experimental data. Experimental isotherms were obtained for each compound and for the BTEX mixture. The Langmuir, Freundlich, and Sips models were adjusted to the experimental results for the systems that used one compound at a time. Sample characterization revealed the differences in composition, microstructure, surface area, and pore size between RHA and AC. Kinetic studies showed that RHA and AC have high and similar adsorption capacities at the equilibrium time of 120 min. Generally, the amount of each hydrocarbon removed from the mixture was lower than the removal achieved in the single-compound systems, for which removal rate followed the sequence (adsorbate mass/ adsorbent mass) ethylbenzene > xylene > toluene > benzene. The pseudo 2nd order kinetics model presented the best correlation for all assays. The experimental isotherms obtained for single-compound systems characterized the adsorption on porous surfaces, forming monolayers. No overall concordance was observed in the adjustment of the theoretical models, and in some situations the Langmiur and Freundlich models presented appropriate correlation coefficients. Considering the BTEX mixtures, the experimental isotherms constructed for RHA indicated the existence of competition for active sites of the adsorbent material between benzene and toluene and between ethylbenzene and xylene. The results obtained suggest that BTEX adsorption occurs preferentially through the hydrophobic effect, since AC is a carbonaceous material, while RHA is composed mainly of silica, with a carbonaceous fraction. Removal rates were between 78.8% and 100%, indicating that RHA is an interesting alternative in the removal of benzene, toluene, ethylbenzene, and xylene from aqueous solutions.

Submitted by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2016-03-16T13:55:31Z No. of bitstreams: 1 Dissertação completa final.pdf: 2068455 bytes, checksum: b65d2e11a6bad17aef8f5871730ab2aa (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2016-05-10T14:54:03Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação completa final.pdf: 2068455 bytes, checksum: b65d2e11a6bad17aef8f5871730ab2aa (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-10T14:54:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação completa final.pdf: 2068455 bytes, checksum: b65d2e11a6bad17aef8f5871730ab2aa (MD5) / CAPES / Os metais resultantes das atividades antropogênicas e a elevada quantidade de resíduos gerados pelas atividades industriais e de agricultura, têm contaminado o meio ambiente e a cadeia alimentar, afetando portanto a saúde humana. Com o fim de minimizar esses efeitos negativos, várias pesquisas têm sido direcionadas para identificar processos capazes de converter os resíduos em materiais de alto valor comercial. Visando a converter a casca de arroz em um material de alto valor comercial, tal como um adsorvente, neste trabalho, descreveu-se a preparação de diversos sólidos baseados nesse resíduo. As amostras foram avaliadas na adsorção do cobre em soluções aquosas modelo de águas residuais. O cobre tem sido encontrado em várias águas residuais, como resultado de atividades industriais e tem provado ser prejudicial ao ser humano. As amostras foram preparadas modificando-se a casca de arroz com hidróxido de sódio e por carbonização e pirólise da casca de arroz. Foi estudada a influência da concentração inicial, tempo de contato, agitação, temperatura e tamanho de partícula sobre capacidade adsortiva das amostras, usando soluções aquosas modelos de sulfato de cobre (200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900 e 1000 mg.L-1). Todos os adsorventes exibiram estrutura amorfa, sendo constituídos primariamente por carbono, oxigênio e hidrogênio; a cinza da casca de arroz mostrou ser primariamente formada por sílica. Os principais grupos funcionais nas amostras foram sílica, grupos tetrédricos SiO4, siloxanos (Si- O-Si), silanóis (Si-OH), aldeídos, cetonas e aromáticos. A casca de arroz in natura não foi capaz de adsorver cobre enquanto as outras amostras mostraram ser adsorventes eficientes. Observou-se que quanto mais alta a concentração inicial da solução, mais baixa a quantidade de cobre adsorvido. A adsorção máxima tanto pela casca de arroz modificada (sem agitação) quanto pela cinza da casca de arroz (com agitação) foi obtida após 3 h. O tamanho de partícula não influenciou a remoção de cobre enquanto a maior remoção de cobre ocorreu a 25 °C. O adsorvente mais promissor foi a cinza da casca de arroz, que mostrou a mais alta capacidade adsortiva. O modelo de Langmuir mostrou-se adequado para descrever a adsorção do cobre por todas as amostras enquanto o modelo de Temkin foi o mais adequado para descrever a adsorção pela cinza da casca de arroz. O estudo mostrou que a casca de arroz pode ser convenientemente usada para produzir adsorbentes eficientes, capazes de remover cobre de águas residuais. / Metals resulting from anthropogenic activities and the high amount of waste generated by industrial and agricultural activities have contaminated the environment and the food chain, thus affecting human health. In order to minimize these negative effects, several researches have been addressed to find processes able to convert the wastes in high value materials. Aiming to convert rice husk to a high value material, such as an adsorvent, the preparation of several solids based on this waste was described in this work. The samples were evaluated in the adsorption of copper in aqueous solutions as models of wastewaters. Copper has been found in several wastewaters as a result of industrial activities and had been proven to be harmful to human being. Samples were prepared by modifying rice husk with sodium hydroxide and by carbonization and pirolysis of rice husk.The influence of initial concentration, contact time, agitation, temperature and particle size on the adsorption capacity of the samples was studied using aqueous model solutions of copper sulfate (200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900 and 1000 mg.L-1). All adsorbents exhibited amorphous structure and were composed primarily of carbon, oxygen and hydrogen, ash rice husk was mostly made of silica. The main functional groups in the samples were silica, SiO4 tetrahedra, siloxanes (Si-O-Si), silanol (Si-OH), aldehydes, ketones and aromatics. Fresh rice husk was not able to adsorb copper while the other samples had proven to be efficient adsorbents. It was observed that the higher the initial concentration of the solution of copper, the smaller the amount of adsorbed copper. The maximum adsorption by both modified rice husk (without agitation) and for rice husk ash (with agitation) was obtained after 3 h. The particle size had no influence on the copper removal while the highest removal of copper occurred at 25 °C. The most promising adsorvent was the rice husk ash which showed the highest adsorption capacity. The Langmuir model is suitable for describing copper adsorption for all samples while the Temkin model was most suitable for describing the rice husk ash. The study had shown that rice husk can be conveniently used for producing efficient adsorbents able to remove copper from wastewaters.

Dissertação (mestrado)- Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2001 / Made available in DSpace on 2012-10-18T06:06:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 298273.pdf: 3007033 bytes, checksum: d5d2efb50dc12a98a6c31c13a94c2d04 (MD5) / A evolução na tecnologia do concreto e seus constituintes, principalmente o concreto de alto desempenho com adição de materiais pozolânicos, tem sido alvo de inúmeras pesquisas em todo o mundo. O uso de adições de origem mineral, como a cinza de casca de arroz, que é considerada como #superpozolana#, está recebendo maior atenção por parte dos pesquisadores, em função das vantagens técnicas que apresenta quando empregada no concreto de cimento Portland. Outra vantagem, que oferece um futuro promissor para a utilização deste resíduo agrícola, é sua fonte. No Brasil, a rizicultura chega à casa dos aproximadamente 10 milhões de toneladas de cereal produzidos por ano, e deste montante, cerca de 2 milhões são cascas, que após combustão, geram 400 mil toneladas de cinza. Assim sendo, a aplicabilidade destas cinzas em argamassas e concretos pode contribuir substancialmente com a preservação ambiental. Apesar da cinza de casca de arroz residual, que é obtida sem controle de temperatura e tempo de exposição, já ter atingido bom desempenho técnico ao substituir parte do cimento em argamassas e concretos, com resultados comprovados em diversas pesquisas, apresenta elevado teor de carbono que, além de provocar um aumento na demanda de água do material, pela sua elevada superfície específica, também se apresenta como um produto de coloração final muito escura, implicando pouca aceitação no mercado. O presente trabalho visou confirmar, em escala piloto, a adequação de uma metodologia para produzir uma cinza de casca de arroz modificada, com um teor bastante reduzido de carbono, a partir de um segundo processo de combustão da cinza residual #in natura#, mantendo seu bom desempenho como adição em concretos e argamassa. Para tanto, amostras de cinza coletadas antes e depois do processamento foram submetidas à moagem por 2, 4, 6, 12, 18 e 24 horas. Após a moldagem de corpos-de-prova de argamassa de referência (sem cinza) e utilizando os dois tipos de cinza em teores de 15% e 40% em substituição ao cimento CP V # ARI, em volume absoluto, mantendo-se o mesmo volume de aglomerante na pasta e relações água/aglomerante de 0,52 e 0,40, fez-se a comparação dos resultados de resistência à compressão axial e capacidade de incorporação de agregados das misturas, para uma dada consistência. Além disso, foram realizados testes de índice de atividade pozolânica e ensaio de Luxan. Os resultados indicaram que o uso da cinza de casca de arroz modificada mostrou-se economicamente mais vantajoso, pela sua maior incorporação de agregado miúdo, ou seja, pela sua inferior demanda de água necessária para atingir uma dada consistência. Pode-se também concluir que o ensaio de índice de atividade pozolânica com cimento não deve ser tomado como um parâmetro limitante do uso destas pozolanas. Avaliou-se ainda a reatividade do material, através da análise da sua condutividade, pelo ensaio de Luxan. / The evolution in concrete technology, mainly in high performance concrete using pozzolanic materials, has been focus of lots of researches around the world. The use of mineral additions in concrete, such as rice husk ash (rha), considered as a superpozzolan, is receiving great attention from researchers, due to their technical advantages. Moreover, its future seems to be promising because it#s large availability. In Brazil, the rice production is estimated in 10 million tons a year, resulting in 2 million tons of huskes and, after burnt, 400 thousand tons of ash. Thereby, its use in concrete can substantially contribuite to environment preservation. Although residual rha, obtained without control of time and temperature of burnt, shows good technical results when replacing partially Portland cement in mortars and concrete, confirmed in several research works, it presents high carbon content that leads to an increase of water demand of the mixes, due to its high specific area, and gives a very dark colour to the final products, decreasing their acceptance in the construction market. The present work aimed at confirming, in normal scale, the suitability of a methodology developed to produce modified rha, containing a small carbon percentage, consisting in a second burnt process applied on a residual rha, supposed to be capable of keeping the good performance exhibited by the #in natura# ash, when used in concrete. To accomplish this objective, samples of ashes collected before and after the second burnt were submitted to grinding for 2, 4, 6, 12, 18 and 24 hours. After casting mortar specimens without ash (reference) and using the two kinds of ash in amounts of 15% and 40% in replacement of Portland cement type V (high initial strength) by volume, keeping the same volume of binder in all cement pastes and adopting water/binder ratios of 0.52 and 0.40, comparisons among the results of compression strength and capacity of incorporating aggregates in the mixes, for the same consistency, were undertaken. Moreover, tests of pozzolanic activity index and Luxan test were carried out. The obtained results pointed that the use of the modified rha leads to economical advantages for its superior capacity of incorporating aggregates in the mixes, i. e., for its lower water demand necessary to reach a certain consistence. It is also conclude that the model of pozzolanic activity index with cement should not be taken as a limiting parameter in the use of this pozzolan. The reactivity of the material has been evaluated through the analysis of its conductivity, according to Luxan test.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2012-10-18T15:17:56Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Comparação entre os resultados de índice de Atividade Pozolânlca (IAP) obtidos por diversas metodologias de ensaios, para a avaliação de três tipos de pozolanas: cinza volante, sílica ativa e cinza da casca de arroz. Os resultados dos Índices de Atividade Pozolânica são comparados com resultados de resistências à compressão de argamassas com estas pozolanas, verificando-se a influência de alguns fatores que podem afetar a resistência das argamassas com cada tipo de pozolana. Os resultados indicaram que os índices de Atividade Pozolânica determinados pelas atuais metodologias não apresentam concordância com o real desempenho das pozolanas em argamassas, encontrando-se para cada ensaio diferentes IAPs para um mesmo material. Os fatores que mais apresentaram influência no desenvolvimento da resistência das argamassas foram a relação água/aglomerante, o tipo e teor de pozolana e a presença de aditivos redutores de água, fatores estes que não são controlados nas atuais metodologias para determinação de IAP.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Cement is the main component of concrete, which is the second most common material used by man. The cement manufacturing process is largely responsible for the emission of carbon dioxide in the atmosphere. The construction industry has been studying the possibility of using agroindustrial byproducts for cement mortars, which aims to reduce the environmental impact of cement production and promote improvements in the performance of concrete. In this context, the rice husk ash is one of the most studied mineral additions, as well as being an industrial waste widely available, generally provides a longer service life of reinforced concrete structures. This paper investigates the microstructure and durability of rice husk ash and residual natural, unprocessed prior production of structural concrete. We studied prototypes of concrete with dimensions of 20 x 20 x 75 cm with partial replacement of cement by rice husk ash and milled in natural levels of 0%, 15% and 25% in the relations / ag 0.45; 0 55 and 0.65. These prototypes were exposed to natural environmental conditions, up to 540 days. We conducted tests of compressive strength, water chemically combined (AC), mercury intrusion porosimetry (MIP), accelerated penetration of chlorides (EAPC) by the method of ASTM C 1202 and total chlorides retained. The results showed that the compressive strength at 540 days showed the highest values for mixtures with crushed CCA, while mixtures containing natural CCA showed the lowest resistance being lower than the reference blend. In assay mixtures containing CCA AC ground showed the best performance. For testing PIM, mixtures that showed the highest amounts of mesopores and pores of gel mixtures were milled with CCA, where there was the refinement of the pores of the 91 days to 540 days, thereby reducing the porosity of these mixtures. For the test of EAPC, mixtures ground with CCA showed the lowest cargo bystanders, especially the mixture with 25% substitution. The blends with natural CCA showed loads passers below the reference mixture, showing a good performance. For the assay of the total content of chloride retained, mixtures with CCA ground showed the lowest levels, confirming that the best performance of CCA promotes grinding on concrete. The blends with natural CCA showed values very close to the reference mixture. The results show the technical feasibility of CCA natural levels in 15% of partial replacement of cement. / O cimento é o principal componente do concreto, que é o segundo material mais utilizado pelo homem. O processo de fabricação do cimento é o maior responsável pela emissão de dióxido de carbono na atmosfera. A indústria da construção civil vem estudando a possibilidade de utilizar subprodutos agroindustriais em substituição ao cimento, cujo objetivo é reduzir o impacto ambiental da produção do cimento e promover melhorias no desempenho do concreto. Neste contexto, a cinza de casca de arroz é uma das adições minerais mais estudadas, pois além de ser um resíduo industrial amplamente disponível, geralmente proporciona uma vida útil maior às estruturas de concreto armado. O presente trabalho investiga a microestrutura e durabilidade da cinza de casca de arroz residual e natural, sem beneficiamento prévio, na produção de concreto estrutural. Foram estudados protótipos de concreto com dimensões de 20 x 20 x 75 cm com substituição parcial de cimento por cinza de casca de arroz moída e natural nos teores de 0%, 15% e 25%, nas relações a/ag 0,45; 0,55 e 0,65. Estes protótipos foram expostos em condições ambientais naturais, até 540 dias. Procederam-se os ensaios de resistência à compressão axial, água quimicamente combinada (AC), porosimetria por intrusão de mercúrio (PIM), penetração acelerada de cloretos (EAPC) pelo método da ASTM C 1202 e cloretos totais retidos. Os resultados obtidos demonstraram que a resistência à compressão axial aos 540 dias atingiram os maiores valores para as misturas com CCA moída, enquanto que as misturas contendo CCA natural apresentaram as menores resistências, sendo inferior à mistura referência. No ensaio de AC as misturas com CCA moída apresentaram o melhor desempenho. Para o ensaio de PIM, as misturas que apresentaram as maiores quantidades de poros de gel e mesoporos foram as misturas com CCA moída, onde observou-se o refinamento dos poros dos 91 dias para os 540 dias, reduzindo assim a porosidade destas misturas. Em relação ao ensaio de EAPC, as misturas com CCA moída apresentaram as menores cargas passantes, com destaque para a mistura com 25% de substituição. As misturas com CCA natural apresentaram cargas passantes inferiores à mistura referência, mostrando um bom desempenho. Para o ensaio do teor total de cloretos retidos, as misturas com CCA moída apresentaram os menores níveis, confirmando o melhor desempenho que a moagem da CCA promove no concreto. As misturas com CCA natural apresentaram valores muito próximos à mistura referência. Os resultados obtidos mostram a viabilidade técnica da CCA natural nos teores de 15% de substituição parcial de cimento.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2004-09-29Bitstream added on 2014-06-13T19:12:00Z : No. of bitstreams: 1 silva_car_me_ilha.pdf: 1581663 bytes, checksum: 04a7cea9a02b0556a8a6c33438280fb6 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Sika do Brasil / A cura térmica é um processo utilizado para acelerar as reações de hidratação do cimento Portland com objetivo de se obter ganhos de resistência mecânica nas primeiras idades, uma vez que a temperatura atua na velocidade dessas reações. Para uma melhor avaliação da influência que a temperatura exerce no desenvolvimento das propriedades mecânicas do concreto, utiliza-se o Conceito da Maturidade. O Método da Maturidade estima o desenvolvimento das propriedades mecânicas do concreto relacionando-as com o histórico de temperatura ao longo do processo de cura. Este trabalho apresenta resultados experimentais de determinação da resistência à compressão, resistência à tração por compressão diametral e módulo de elasticidade do concreto, fabricado com adição de cinza de casca de arroz (CCA), produzida com a queima não controlada da casca, e incorporada à mistura em dosagens de 5% e 10%, em substituição ao cimento em massa. O processo de cura térmica a vapor foi desenvolvido em ciclos de 6 horas, a uma temperatura constante de 80°C. Os resultados mostram um significativo ganho de resistência das amostras com a adição de CCA. Na avaliação pelo Método da Maturidade, foi possível verificar a influência da CCA nos índices de maturidade estudados, bem como na determinação das energias de ativação. / Steam curing is used to accelerate cement hydration reactions with the purpose to enhance mechanical strength of concrete at early ages, since hydration reactions are temperature dependent. In order to evaluate the influence of temperature on the development of mechanical properties of concrete, the maturity concept is used. This method estimates the development of these properties according to the temperature history of concrete along the curing process. This work is based on an experimental study of 80°C steam-cured concrete made with 5% and 10% of rice husk ash (RHA) addition in which the development of some mechanical properties was investigated. The rice husk ash used was obtained from uncontrolled combustion of rice husk. The mechanical properties investigated were the compressive strength, the tensile strength, and the modulus of elasticity. The results show a significant profit of resistance of the samples with the addition of CCA. In the evaluation for the Maturity Method, were possible to verify the influence of the CCA in the studied indices of maturity, as well as in the determination of the activation energies.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-04-13Bitstream added on 2014-06-13T19:12:01Z : No. of bitstreams: 1 silva_ej_me_ilha.pdf: 3783689 bytes, checksum: 33016836c826eae75c76a0b521c81b78 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A presente pesquisa contribui para a utilização de cinza de casca de arroz (CCA) na construção civil abordando dois aspectos importantes ainda em discussão na literatura. O primeiro aspecto compreende uma análise da influência que a forma de plantio, clima, solo, cultivares e fonte/quantidade de fertilizantes à base de nitrogênio, utilizados na cultura do arroz, exercem na composição química e nas propriedades cristalográficas da CCA. O segundo aspecto foi aplicar em pastas, argamassas e concretos de alto desempenho uma CCA com baixo teor de carbono, de elevado caráter pozolânico, na condição natural (sem moagem), produzida de uma maneira simples e sem controle de temperatura. De acordo com os resultados obtidos neste trabalho, verifica-se a importância de efetuar ensaios rotineiros de análises químicas e de Difração de Raio-X para manter o controle de qualidade das CCAs produzidas, pois em situação de produção de CCA em larga escala, poderiam ser utilizadas cascas de diferentes origens. Neste trabalho, também ficou comprovada a viabilidade técnica e científica do método de produção de CCA utilizado. O método produz CCA que, dependendo da forma de amassamento dos compósitos, pode dispensar o emprego de moinhos para aumentar a finura e/ou reatividade de CCAs. / This research contributes to the use of rice husk ash (RHA) in the civil building covering two important aspects that still under discussion in the literature. The first one includes an analysis of the influence that the form of planting, climate, soil, rice and source/amount of nitrogen-based fertilizers used in rice cultivation in performing crystallographic properties and chemical composition of the rice husk ash. The second one was to aplicate to the pastes, mortar and concrete of high performance a RHA with low carbon, high pozzolanic character, in the natural physical state (without grinding), produced in a simple way and without control of temperature. According to the results obtained in this research, it is important to do routine testing of chemical analysis and X-ray Diffraction to keep quality control of RHAs produced, because at industrial production in large scale it can be used husks of different origins. This research was also demonstrated the feasibility technical and scientific method of production of RHA used. The method produces RHA that depending on the form of production of the composite may eliminate the use of grinders to increase the fineness and/or reactivity of RHAs.